Квантовые сети в пространстве мегаполисов
Квантовые коммуникации быстро превратились в практические крупномасштабные сети, основанные на квантовом распределении ключей, которые возглавляют этот процесс. Системы распределения квантовых ключей обычно включают отправителя «Алису» и получателя «Боб», которые генерируют общий секрет на основе квантовых измерений для безопасной связи. Хотя волоконно-оптические системы хорошо подходят для мегаполисов, подходящая волоконно-оптическая инфраструктура не всегда может быть на месте. В новом отчете в npj Quantum Information Андрей Кржич и группа ученых разработали квантовую сеть в свободном пространстве, основанную на запутанности. Платформа предложила практичную и эффективную альтернативу для городских приложений. Команда представила систему распределения квантовых ключей в свободном пространстве, чтобы продемонстрировать ее использование в реальных приложениях в преддверии работы по созданию сетей в свободном пространстве в качестве жизнеспособного решения для городских приложений в будущем глобальном квантовом Интернете.
Квантовая коммуникация обычно направлена на распространение квантовой информации между двумя или более сторонами. Серия революционных применений квантовых сетей предоставила дорожную карту для разработки полноценного квантового Интернета. Предлагаемое изобретение обеспечивает гетерогенную сеть подсетей специального назначения с разнообразными ссылками и межсоединениями. Концепция сетей распределения квантовых ключей привела к тому, что эта разработка открыла путь для других методов распределенной квантовой обработки информации, позволяющих оценить технологическую зрелость квантовых сетей в целом. В этой работе Кржич и его коллеги описали архитектуру столичной сети свободного пространства для обеспечения безопасности связи на саммитах, конференциях и других мероприятиях с дополнительными возможностями, дополняющими уже существующую сетевую инфраструктуру при отсутствии сквозных оптоволоконных соединений. Квантовые физики построили архитектуру вокруг центрального сервера запутанности, который передает запутанные фотоны пользователям сети.
Они создали ключевые строительные блоки этой архитектуры, в том числе портативный источник запутанных пар фотонов с высокой видимостью, подходящий для городских приложений, со специальной фильтрацией для дневных функций. Физики провели эксперименты по распределению квантовых ключей в реалистичных сценариях на расстоянии 1,7 км с квантовой безопасностью, чтобы продемонстрировать способность достигать рекордных скоростей в килобайтах в секунду ночью и средь бела дня. Исследователи разработали сетевую архитектуру, в которой источник запутанных фотонов позволял серверу передавать запутанность в сеть городского масштаба, построенную из каналов свободного пространства. Ученые решили разместить сервер запутывания в центральном высотном здании. У каждого пользователя была подсистема квантового приемника для определения анатомии квантового состояния, и команда с готовностью расширила размер сети, введя несколько серверов запутанности, соединенных между собой через центральный доверенный режим для распространения запутанности среди пользователей. Физики ожидают, что серверы запутанности будут функционировать как удобный интерфейс для подключения городской сети свободного пространства к оптоволоконной магистрали более крупной междугородной сети.
Кржич и его команда разработали систему квантовой связи, специально предназначенную для городских приложений, которая состояла из ключевых строительных блоков, необходимых для реализации квантовой сети в свободном пространстве на новом объекте менее чем за день. Платформе не требовалась предварительная инфраструктура, кроме доступа к электричеству. Система напоминала сегмент сети Алиса-Боб, где серверы запутанности генерировали пары поляризационно запутанных фотонов на длине волны 810 нм: один был отправлен Алисе по одномодовому волокну, а Боб получил другой по каналу связи в свободном пространстве. Система стабилизации с замкнутым контуром обеспечивала долгосрочную функциональность, поскольку и Боб, и Алиса владели подсистемой квантового приемника. Версия Боба имела специально разработанные модули спектральной и пространственной фильтрации для работы при дневном свете, в то время как версия Алисы не требовала специальной фильтрации шума дневного света. Команда реализовала классический канал между подсистемой квантового приемника Алисы и Боба с помощью коммерческих радиоантенн.
Квантовые инженеры использовали систему для установления квантовой связи между местом в Йене (Германия) и временным контейнером на крыше здания общественного обслуживания на расстоянии 1,7 км. Они сравнили производительность системы с частотой ошибок в квантовых битах и достижимой скоростью безопасного ключа для двух экспериментов днем и ночью с контрастно более высоким фоновым шумом. Ученые разделили обнаруженную Бобом скорость счета на вклады сигнала и фонового шума, включая солнечную радиацию, измеренную метеостанцией. Команда провела ночной эксперимент 2 марта 2022 года, чтобы продемонстрировать стабильную производительность с частотой ошибок по квантовым битам менее 2% при средней скорости безопасного ключа 5,4 Кбит/с в течение нескольких часов. Производительность системы варьировалась в большей степени; например, когда команда подвергла линию воздействию прямых солнечных лучей, обнаруженная скорость шума достигла значений, превышающих 400 килоотсчетов фотонов в секунду (кцпс). В следующие несколько часов, когда небольшие облака пересекли солнце, фоновый шум уменьшился, чтобы восстановить работоспособность платформы, в результате чего он менялся прямо в результате солнечного света.
Команда смоделировала сценарий, чтобы оценить производительность двух независимых каналов свободного пространства от серверов запутанности до Алисы и Боба. В ночное время они отметили скорость безопасного ключа более 1,1 Кбит/с. Когда команда развернула эту систему в июле 2021 года, они установили канал распределения квантовых ключей в свободном пространстве между двумя офисами, расположенными на расстоянии 300 м друг от друга в Бонне, Германия, для достижения одинаковых ключевых ставок в ночное и дневное время. Таким образом, Андрей Кржич и его команда разработали архитектуру квантовой сети в свободном пространстве, основанную на запутанности, как жизнеспособное решение для мегаполисов. Они достигли безопасной скорости до 5,7 Кбит/с в различных условиях, что свидетельствует о его способности функционировать круглосуточно и без выходных, обеспечивая полное покрытие города. Далее они исследовали многомерную запутанность, чтобы обеспечить более высокую информационную емкость на фотон с большей безопасностью и повышенной устойчивостью к шуму. Распределение запутанности лежит в основе множества приложений, помимо квантового распределения ключей, включая квантовую синхронизацию часов и квантовую криптографию.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Атомные часы нового поколения

Богатая металлами точка марсианского озера

В районе Зоны 51 произошло 17 землетрясений за день

Вся жизнь на Земле произошла от одного предка

Дональд Трамп дразнит очень интересными файлами об НЛО

Информация о зарождении Вселенной

Инфразвук снова обвинили в создании привидений

Какие типы внеземных цивилизаций вымирают

Крушение НЛО в Уайт-Сэндс до сих пор вызывает споры

Люди могут строить за пределами Земли

На комете 3I-ATLAS очень много полутяжелой воды

Обнаружил ли марсоход признаки древней жизни

Обнаружили экзо-Юпитер с похожими облаками

Предел ускорения частиц в пульсарных туманностях

Представлен телескоп для обнаружения экзопланет

Работа и жизнь в открытом космосе

Таинственные облака вблизи черной дыры

Трамп держит нас в напряжении

ФБР расследует смерти и исчезновения ученых

Что будет в новой партии файлов об НЛО

Богатая серой ртутная магма ведет себя иначе

ВВС США создали истории об инопланетянах в Зоне 51

Вспоминая уфолога Ника Поупа

Грибы могут выжить на Марсе и в космосе

Грунт пригоден для строительства дорог на Луне

Заброшенная парковка для НЛО

Лазер, вдохновленный черными дырами

Межпространственные существа существуют

Место рождения космических бакиболов

Мистические места Кировской области

Настоящая причина смерти Ника Поупа

Невиданные ранее органические соединения Марса

Пределы самовзаимодействия бозона Хиггса

Пригодные для жизни зоны вокруг маленьких звезд

Проблема космологической постоянной

Сверхактивный источник быстрых радиовсплесков

Сообщения об НЛО могут поступать волнами

Странная серия землетрясений вблизи Зоны 51

США вывезли архивы об охоте СССР на НЛО

Что заставляет магнитный хвост Марса колебаться

Администрация Трампа опубликует записи об НЛО

Два внешних кольца Урана имеют разное происхождение

Джей Ди Вэнсу нужно быть аккуратней с высказываниями

Заменит ли ИИ людей-ученых

Заявления родителей Чандры Леви об НЛО

Зона 51 сотрясается от таинственных землетрясений

Инопланетяне прибыли из обреченного будущего Земли

Лучший способ поиска внеземного разума

Люди могут вырастить новые зубы всего за 4 года

Могла ли Чандра Леви быть убитой из-за НЛО

НЛО обгоняет истребители F-18

Пилоты видели очень странные вещи

Программа исследования НЛО - 'Space Tiger Team'

Разгадали главную тайну обоняния

Разоблачения НЛО и исследования паранормальных явлений

Республиканец делится мыслями о Зоне 51

Скоро будут опубликованы очень интересные файлы об НЛО

Струи черной дыры демонстрируют огромную мощь

Что мы знаем о пропавших и погибших ученых

Эффект домино от солнечных вспышек

Вещи, в которые вы не поверите

Демонические НЛО могут спровоцировать глобальную панику

Загадочные землетрясения вблизи Зоны 51

Закономерность, стоящая за землетрясениями

Комиссия никогда не общалась с пилотами по делу GOFAST

Люди созданы для того, чтобы жить намного дольше

Невероятные наблюдения пилотов привлекают политиков

Пилоты видели такое, во что вы бы не поверили

Полное раскрытие информации об НЛО близко

Призрачные частицы сохраняют массу в скрытом измерении

Разоблачители НЛО заявляют о кампаниях запугивания

Самопроизвольное возгорание человека. Факты и теории

Создан идеальный сценарий для фиксации НЛО

США в ближайшее время опубликуют файлы об НЛО

Тайна Рендлшемского леса

Трамп дразнит публикацией файлов об НЛО

Файлы об НЛО будут опубликованы в ближайшем будущем

Что представляет собой программа ВВС США 'Янки Блю'

Элизондо принимает участие в поиске пропавших ученых

Ярко-оранжевый шар замечен над Сассексом

Администрация США планирует опубликовать данные НЛО

В сообществе футурологов бытует противоречивая идея

Генерала обвиняют в предвзятом отношении к НЛО

Дональд Трамп обещает скорое обнародование файлов НЛО

Загадочный проект 'Янки Блю'

Загадочный случай самовозгорания

Инопланетяне уже живут среди нас

Историк восстановил утраченный отрывок Библии

Как образовались гигантские черные дыры

Количество поддельных сайтов об НЛО растет

НЛО - отвлекающий маневр

НЛО - это не пустяк

Пилот королевских ВВС видит будущее

Погиб очередной военный специалист по НЛО

Президент США дразнит общественность

Президент Трамп раскроет материалы о НЛО

Размышляя о тайне гравитационной постоянной

Трамп в ближайшее время раскроет файлы об НЛО

Ученые ищут внеземную жизнь со времен Аристотеля

Что на самом деле скрывается под Антарктидой

Геймпад Xbox не подключается к приставке или компьютеру

Генерал ВМС называет бывшего шефа AARO лжецом

Глава Anthropic предрёк исчезновение инженерных профессий

Дементор замечен над Астаной

Еврей из НЛО

Загадочное исчезновение экипажа корабля

Инопланетяне, кровь и Белый дом

Кем был уфолог Дэвид Уилкок

Несмотря на конфликт, Белый дом ведёт переговоры с Anthropic

НЛО выводят из строя ядерное оружие с 1960-х годов

Новые откровения о НЛО и почему это не случайность

Общественник предложил создать музей уфологии

Он знал много ядерных секретов

Они маскируются под дроны

Они нашли черную живую слизь внутри корабля

Пентагон купил ИИ Гугла

Сущности предупредили чиновников о начале их войны с Богом

У американцев с инопланетянами всё давно на мази

Уфолог Ник Поуп скончался в возрасте 60 лет

Частое использование ИИ влияет на мозг

Чешуя дракона обнаружена на Марсе

Время может двигаться и быстро, и медленно одновременно

Галактики растут вокруг черных дыр

Древний марсианский океан существовал

Зафиксировано изменение состава кометы 3I-ATLAS

Инопланетная жизнь может скрываться у всех на виду

Камера запечатлела Существо во время ограбления

Крах майя был вызван климатическими колебаниями

Метан выделяется из межзвездной кометы 3I-ATLAS

Метан обнаружен на гигантской экзопланете

Новая группа крови, которая есть только у трех человек

Опасения по поводу сокрытия информации об НЛО

Пентагон согласовывал позиции с Луисом Элизондо

Постоянно меняющаяся многопланетная система

Путешественник во времени прибыл из 2582 года

США десятилетиями проводили эксперименты с НЛО

Тайна НЛО в Уайт-Маунтинс

Темный вулканический пепел Марса

Трехмерная карта меняет представление о Вселенной

Человечество упускает что-то важное об НЛО

Я единственный человек в постапокалиптическом мире

Американская лаборатория изучала НЛО

Гигантская жуткая тень на Марсе сильно выросла

Гравитация подчиняется законам Ньютона и Эйнштейна

Доказательства существования магнетизма в звездах

Дональд Трамп приказал обнародовать досье об НЛО

Инопланетяне могут подтвердить свое существование

Информатор об НЛО умер от передозировки

Источник загадочной дымки в атмосфере Венеры

Как газ превращается в диски, формирующие планеты

Может ли темная материя образоваться из черных дыр

НАСА подтвердило дату сближения с Апофисом

Открытие на острове Пасхи может переписать историю

Планетам требуется больше воды для поддержания жизни

Разоблачитель НЛО скончался накануне дачи показаний

Темная материя объясняет появление ранних черных дыр

Теория заговора привлекает внимание законодателей

Теперь 13 погибших или пропавших без вести

Трамп обещает расследовать гибель ученых-уфологов

Федералы встречались по поводу НЛО в 1990-х годах

Черные дыры вызывают вспышки в триллионы солнц

Бытовки в Москве и модульное строительство. Оперативные решения для бизнеса и частного сектора

Давать показания в Конгрессе США опасно для жизни

Загадочная смерть информатора об НЛО

Изучала ли американская лаборатория НЛО

Информатор конгресса умер от наркотической смеси

Карта мира скоро будет переписана

Конгрессмен предупреждает о разрушительной правде

Кто стоит за исчезновениями и смертями ученых

НАСА обнаружило важный ключ к жизни на Марсе

НЛО раскрывают секреты, искажающие реальность

Правда о Великой пирамиде раскрыта

Пропавшие ученые изучали НЛО

Путешественник во времени из 2118 года

Разоблачитель НЛО скончался перед дачей показаний

Растет число свидетельств того, что они уже здесь

Сообщения об НЛО подпитывают спекуляции

Тайна пропавших и погибших ученых раскрыта

Теория о большой батареи в Великой пирамиде

Ури Геллер предупредил Трампа, что телепортация реальна

Уфо-информатор умер от передозировки

ФБР проводит расследование смерти информатора

Ватикан настаивает на обнародовании данных об НЛО

Всплыло жуткое видео пропавшего ученого

Духовность и религиозная связь с НЛО

Инопланетяне, НЛО и демоны

Наверх
Яндекс.Метрика